(57)【要約】【課題】  NBTI耐性に優れた2 nm以下のラジカル窒化酸化膜及びその形成方法を提供する。【解決手段】  酸化膜の表面側にSi3≡N結合の状態にあるNが3 原子%以上，界面側に0.1原子%以下の濃度で存在させることにより，B拡散の防止と，NBTI耐性の劣化を防止両立させる。Ar/N2ラジカル窒化を用いた場合，上記結合状態にあるNの濃度を，表面側3 原子%以上，界面側0.1 原子%以下を同時に満たすことは困難であるが，Xe/N2, Kr/N2, Ar/NH3， Xe/NH3, Kr/NH3, Ar/N2/H2, Xe/N2/H2, Kr/N2/H2のいずれかのガスの組み合わせを用いることにより，上記N濃度分布を実現可能とする。【選択図】  図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン表面上に形成された誘電体膜において、
前記誘電体膜表面のN濃度が3 原子%以上で，かつ前記シリコン表面と誘電体膜界面に存在するN濃度が0.1 原子%以下で，かつ膜厚が2 nm以下であることを特徴とする誘電体膜。
【請求項２】
シリコン基板と，シリコン基板の表面上に形成された誘電体膜と，誘電膜上に形成された電極とを備えた半導体装置において，
前記誘電体膜表面のN濃度が3 原子%以上で，かつ前記シリコン表面と誘電体膜界面に存在するN濃度が0.1 原子%以下で，かつ膜厚が2 nm以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
誘電体膜の形成方法において、
シリコン基板の表面上にシリコン酸化膜を形成する工程と，
前記シリコン酸化膜の表面を，窒化性ラジカル種、窒化性励起活性種、窒化性イオン種等の窒化種に曝露し改変する工程とを含むことを特徴とする誘電体膜の形成方法。
【請求項４】
前記窒化性ラジカル種は、Nラジカル，N+イオンラジカル，N2ラジカル，N2+イオンラジカル、NHラジカル及びＮＨ+イオンラジカルから成るグループの中から選ばれた少なくとも一つのラジカルであることを特徴とする請求項３に記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項５】
前記窒化性ラジカルは，ArとNH3の混合ガス，XeとN2の混合ガス，XeとNH3の混合ガス，KrとN2の混合ガス，KrとNH3の混合ガス，ArとN2とH2の混合ガス，XeとN2とH2の混合ガス，もしくはKrとN2とH2の混合ガス中に形成されたマイクロ波プラズマにより形成されることを特徴とする請求項３または４に記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項６】
前記シリコン酸化膜の表面を窒化性ラジカル種、窒化性励起活性種、窒化性イオン種等の窒化種に曝露し改変する工程は，600 ℃以上のポストアニールを伴わないことを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項７】
前記シリコン酸化膜表面を，窒化性ラジカル種，窒化性励起活性種，窒化性イオン種等に曝露し，改変する工程は，600 ℃以下の温度で実施され，かつ500〜600 ℃の真空中，もしくはN2, Ar, Xe, Kr等の不活性ガス中でポストアニールされることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項８】
前記シリコン酸化膜表面を，窒化性ラジカル種，窒化性励起活性種，窒化性イオン種等に曝露し，改変する工程は，600 ℃以下の温度で実施され，かつ500〜600 ℃の真空中，もしくはN2, Ar, Xe, Kr等の不活性ガス中でのポストアニールが，次工程のpoly-Si成膜のプリアニールで兼ね，ポストアニール1工程を削減したことを特徴とする請求項３から７のいずれかに記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項９】
半導体装置の製造方法において、
シリコン基板の表面上にシリコン酸化膜を形成する工程と，
前記シリコン酸化膜表面を，窒化性ラジカル種、窒化性励起活性種、窒化性イオン種等の窒化種に曝露し改変する工程と，
前記改変されたシリコン酸化膜の表面上にゲート電極を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記窒化性ラジカル種は、Nラジカル，N+イオンラジカル，N2ラジカル，N2+イオンラジカル、NHラジカル及びＮＨ+イオンラジカルから成るグループの中から選ばれた少なくとも一つのラジカルであることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記窒化性ラジカルは，ArとNH3の混合ガス，XeとN2の混合ガス，XeとNH3の混合ガス，KrとN2の混合ガス，KrとNH3の混合ガス，ArとN2とH2の混合ガス，XeとN2とH2の混合ガス，もしくはKrとN2とH2の混合ガス中に形成されたマイクロ波プラズマにより形成されることを特徴とする請求項９または１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記シリコン酸化膜表面を，窒化性ラジカル種，窒化性励起活性種，窒化性イオン種等に曝露し，改変する工程は，600 ℃以下の温度で実施され，かつ600 ℃以上のポストアニールを伴わないことを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記シリコン酸化膜表面を，窒化性ラジカル種，窒化性励起活性種，窒化性イオン種等に曝露し，改変する工程は，600 ℃以下の温度で実施され，かつ500〜600 ℃の真空中，もしくはN2, Ar, Xe, Kr等の不活性ガス中でポストアニールされることを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記シリコン酸化膜表面を，窒化性ラジカル種，窒化性励起活性種，窒化性イオン種等に曝露し，改変する工程は，600 ℃以下の温度で実施され，かつ500〜600 ℃の真空中，もしくはN2, Ar, Xe, Kr等の不活性ガス中でのポストアニールが，次工程のpoly-Si成膜のプリアニールで兼ね，ポストアニール1工程を削減したことを特徴とする請求項９から１３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記プラズマの発生方法が，RLSA（ラジアルラインスロットアンテナ）から放射されたマイクロ波によることを特徴とする請求項１に記載の誘電体膜。
【請求項１６】
前記プラズマの発生方法が，RLSAから放射されたマイクロ波によることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記プラズマの発生方法が，RLSAから放射されたマイクロ波によることを特徴とする請求項３から８のいずれかに記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項１８】
前記プラズマの発生方法が，RLSAから放射されたマイクロ波によることを特徴とする請求項９から１４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシリコン基板上に形成された酸化膜，窒化膜または酸窒化膜等の誘電体膜及びその形成方法と，それらを用いた半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
MOS（金属膜電極/シリコン酸化物誘電体膜/シリコン基板）トランジスタのゲート絶縁膜である，シリコン酸化物誘電体膜（以後、シリコン酸化膜という）には，低リーク電流特性，低界面準位密度，低しきい値電圧シフト，低しきい値バラツキ特性などの様々な高絶縁特性と高信頼性が要求される。
【０００３】
また，p形MOSトランジスタの金属膜電極には，B（ボロン）をドープしたポリシリコン（poly-Si）が一般に用いられているが，このBは，シリコン酸化物誘電体膜中を拡散し，チャネルを形成するシリコン基板に到達する。
【０００４】
シリコン酸化膜中や，チャネルにBが拡散すると，閾値電圧のシフトや，閾値電圧のバラツキを招く問題が発生する。
【０００５】
半導体デバイスの高性能化は，素子の微細化により達成されてきたが，それに伴いシリコン酸化膜の厚さは極薄化しなければならず，Bの拡散が無視できなくなっている。そこで，シリコン酸化膜を窒化し，Bの拡散を防止する方法が提案されている（非特許文献１参照）。
【０００６】
NOやN2Oガスを用いて，800 ℃程度で窒化する方法では，シリコン酸化膜は窒化されずに，シリコン基板が窒化され，Nはシリコン酸化膜/シリコン基板界面に分布する（非特許文献２参照）。
【０００７】
この方法では，シリコン基板へのBの拡散は防止できるものの，シリコン酸化膜中へのBの拡散は免れず，また，界面のNは，NBTI（負バイアス印加時のしきい値電圧シフト）特性が劣化する問題を引き起こす（非特許文献３参照）。そこで，シリコン酸化膜表面側のみにNを導入できるラジカル酸化膜が注目されている。
【０００８】
ラジカル酸化は，Arガスで希釈したN2ガスにマイクロ波を照射し，プラズマを生成し，高い反応性を持ったフリーラジカルにより，シリコン酸化膜を窒化する方法である。
【０００９】
この方法で作成したシリコン酸化膜は，表面側にNが導入されるため，シリコン酸化膜中へのBの拡散を防止すると共に、NBTI特性の劣化を抑制する効果がある。
【００１０】
【非特許文献１】G. Lucovsky, D. R. Lee, S. V. Hattangady, H. Niimi, Z. Jing, C. Parker and J. R. Hauser, Jpn. J. Appl. Phys. 34 (1995) 6827
【非特許文献２】K. Kawase, J. Tanimura, H. Kurokawa, K. Kobayashi, A. Teramoto, T. Ogata and M. Inoue, Materials Science in Semiconductor Processing 2 (1999) 225.
【非特許文献３】N. Kimizuka, K. Yamaguchi, K. Imai, T. Iisuka, C. T. Liu, R. C. Keller and T. Horiuchi, Symp. VLSI Tech. 2000, p. 92.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし，素子の微細化に伴い、シリコン酸化膜の厚さは1.5 nm以下の超極薄膜が必要となってきている。このため、シリコン酸化膜/シリコン基板界面にNが全く導入されないようにするのが非常に困難となり，NBTI特性の劣化が問題となってきている。
【００１２】
図1（ａ）に示すように，Ar/N2ラジカル酸窒化膜のXPS N1sコアレベルスペクトルには，Si3≡N結合（Nの3本の結合手が全てSiと結合）を示すピークの他に，高結合エネルギー側にもう一つ結合（以後、Nhighという）に関するピークが観測される。このピークは，Si基板をAr/N2ラジカル窒化したSiN膜中にも検出される（図1（ｂ））ことから，Oとの結合ではなく，SiとNの結合であるものの，Si3≡Nを形成できなかった不安定な結合であることが分かる。また，従来のNOガスで熱窒化したシリコン酸化膜（図1（ｃ））や，CVDで成膜したSi3N4膜（図1（ｄ））からは全く観測されないラジカル窒化に特有の結合である。
【００１３】
これら二つの結合状態にあるNのシリコン酸化膜中での深さ分布は，図2（ａ）に示すようになり，全く異なる分布を示すことから，少なくとも2種類の窒化種が，窒化に関与している。
【００１４】
また一般的に，トランジスタのゲート絶縁膜がプラズマに曝されると，高いエネルギーを持った電子がダメージを与える。このため，O2ポストアニールによる回復が必要となる。しかし，O2ポストアニールを行うと，図2(b)もしくは，図2のSi3≡N分布の裾の拡大図である図3に示すように，Si3≡Nの分布は界面側に広がるため，これがNBTI特性の劣化を引き起こす原因となっている。これはO2がSi-N結合を切断し，遊離したNの一部が界面側に移動するためである。
【００１５】
一方，Nhighに関しては，O2ポストアニールにより，図2(b)，図3に示すように完全に除去されている。また，図4に示したように，真空中500 ℃以上のアニールにより，完全に除去することが可能である。
【００１６】
ところで，Nhighを形成する窒化種は，Si3≡Nを形成する窒化種よりも，深くまで侵入することから，ベースのシリコン酸化膜が薄くなると，界面に到達する。
【００１７】
しかし，図5(b)に示す深さ分布のベース膜厚依存性から明らかなように，Nhigh はシリコン酸化膜/シリコン基板界面には存在できない。
【００１８】
また，図5(a)に示すように，Si3≡Nはベース膜厚が薄くなると，分布の裾がテールを引き，逆に界面に導入されやすくなる。
【００１９】
すなわち，図6に示したように，Nhigh を形成する窒化種（以後Nβ）は，Si3≡Nを表面で形成する窒化種（以後Nα）よりも先に界面に到達し，界面近傍ではSi3≡Nを形成することが分かる。この界面近傍のNがNBTI特性の劣化を引き起こす。
【００２０】
アニールによりNhighを除去できても，Nhigh を形成する窒化種Nβの存在が問題である。
【００２１】
成膜温度を500 ℃以上にすると，Nhigh は膜中に存在しないが，Nβは存在し，シリコン酸化膜中を拡散するため，界面近傍のSi3≡N形成は免れない。
【００２２】
むしろ，成膜温度が高いと，Nβの拡散が促進され，界面近傍のSi3≡N形成量は増加する。
【００２３】
また，Nhighは安定なSi3≡Nを形成できず，不安定な結合状態にあるが，アニールにより脱離すると，その後にシリコンダングリングボンドに起因した固定電荷を生成する。このため，リーク電流増加など，絶縁特性を劣化させる要因となり得る。したがって，Nhighを形成する窒化種がプラズマ中に存在しない条件で成膜することが強く望まれる。
【００２４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、Nhighを形成する窒化種のプラズマ中での生成を抑制し，Nhighのシリコン酸化膜中での形成と，界面近傍でのSi3≡N形成を防ぐことのできる誘電体膜及びその形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的を達成するために、本発明では、シリコン表面上に形成された誘電体膜において、前記誘電体膜表面のN濃度が3 原子%以上で，かつ前記シリコン表面と誘電体膜界面に存在するN濃度が0.1 原子%以下で，かつ膜厚が2 nm以下であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明では、シリコン基板と，シリコン基板の表面上に形成された誘電体膜と，誘電膜上に形成された電極とを備えた半導体装置において，前記誘電体膜表面のN濃度が3 原子%以上で，かつ前記シリコン表面と誘電体膜界面に存在するN濃度が0.1 原子%以下で，かつ膜厚が2 nm以下であることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明では、誘電体膜の形成方法において、シリコン基板の表面上にシリコン酸化膜を形成する工程と，前記シリコン酸化膜の表面を，窒化性ラジカル種、窒化性励起活性種、窒化性イオン種等の窒化種に曝露し改変する工程とを含むことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明では、半導体装置の製造方法において、シリコン基板の表面上にシリコン酸化膜を形成する工程と，前記シリコン酸化膜表面を，窒化性ラジカル種、窒化性励起活性種、窒化性イオン種等の窒化種に曝露し改変する工程と，前記改変されたシリコン酸化膜の表面上にゲート電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００２９】
ここで、前記窒化性ラジカル種は、Nラジカル，N+イオンラジカル，N2ラジカル，N2+イオンラジカル、NHラジカル及びＮＨ+イオンラジカルから成るグループの中から選ばれた少なくとも一つのラジカルであることが好ましい。
【００３０】
また、前記窒化性ラジカルは，例えば、ArとNH3の混合ガス，XeとN2の混合ガス，KrとN2の混合ガス，XeとNH3の混合ガス，KrとNH3の混合ガス，ArとN2とH2の混合ガス，XeとN2とH2の混合ガス，もしくはKrとN2とH2の混合ガス中に形成されたマイクロ波プラズマにより形成される。
【００３１】
また、前記シリコン酸化膜の表面を窒化性ラジカルに曝露し改変する工程は，600 ℃以上のポストアニールを伴わないことが好ましい。
【００３２】
このように、本発明では，Nhigh を形成する窒化種のプラズマ中での生成効率を低減するため，N2に代えてNH3ガスを使用し，Ar/NH3ガスによるラジカル窒化を行う。
【００３３】
あるいは、Nhigh を形成する窒化種のプラズマ中での生成効率を低減するため，Arに代えてXeもしくはKrガスを使用し，Xe/N2ガスもしくはKr/N2ガスによるラジカル窒化を行う。
【００３４】
あるいは、Nhigh を形成する窒化種のプラズマ中での生成効率を低減するため，N2に代えてNH3ガスを，Arに代えてXeガスもしくはKrガスを使用した，Xe/NH3ガスもしくはKr/NH3ガスによるラジカル窒化を行う。
【００３５】
あるいは、Nhigh を形成する窒化種のプラズマ中での生成効率を低減するため，Ar/N2，Xe/N2，もしくはKr/N2中にH2を添加した，Ar/N2/H2，Xe/N2/H2，もしくはKr/N2/H2ガスによるラジカル窒化を行う。
【００３６】
これらの方法により，Nhigh の形成を，図７（ａ）〜（ｅ）に示すように，激減させることができる。ここで、（ａ）は、N２/Arプラズマを使用した場合であり、（ｂ）は、NH3/Arプラズマを使用した場合であり、（ｃ）は、N2/Xeプラズマを使用した場合であり、（ｄ）は、NH3/Xeプラズマを使用した場合でり，（e）はKr/N2プラズマを使用した場合である。
【００３７】
図８は、各ガスを用いて窒化時間を変化させた際、横軸にSi3≡Nの形成量を、縦軸にNhighの形成量をプロットしたものである。Ｂ拡散防止に必要なSi3≡Nを形成した際に、NH３/Ar，N２/Xe，NH３/Xe，Kr/N２などのガスを用いると、Ar/N２よりもNhighの形成量が減少することを示している。これにより，図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、界面近傍のSi3≡Nの形成量を低減（Si3≡N分布の裾引きがない）することが可能となる。
【００３８】
また，O2アニールによるSi3≡N分布の界面側への広がりを防止し，かつNhighを完全に除去できる，最低限のアニール条件は，真空中もしくは不活性ガス中500〜600 ℃アニールである。
【００３９】
これは，図4に示したように，Nhighは500 ℃以上で完全に消滅すること，図１０のように，600 ℃以下の真空アニールではSi3≡N分布の界面側への広がりが全くないことから決定される。
【００４０】
また，次工程のpoly-SiのCVD成膜温度は500〜600 ℃程度が一般的な温度であることから，poly-Si成膜のプリアニールで兼ねることにより，ポストアニール工程を省略することができる。
【００４１】
ただし，このようなアニール条件を用いるためには，ゲート絶縁膜へのダメージがないことが必須である。したがって，電子温度が1 eV以下のプラズマを用いる必要がある。
【００４２】
RLSA（ラジアルラインスロットアンテナ）を用いて生成したプラズマの場合，Arでは1 eV以下，Xeでは0.5 eV以下，Krでは0.7 eV以下の，極めて低い電子温度のプラズマを生成することができる。図1１に示したように，平行平板電極で生成したプラズマではダメージが大きいが，RLSAで生成したプラズマでは，ダメージがなく，C-V曲線のヒステリシス，閾値のシフト，及びリーク電流の増加などの問題はほとんど起きない。
【００４３】
したがって，RLSAを用いて，Xe/N2, Kr/N2, Ar/NH3, Xe/NH3, Kr/NH3, Ar/N2/H2, Xe/N2/H2, Kr/N2/H2ガスで，プラズマを発生させてラジカル窒化を行い，500〜600 ℃以下の真空もしくは不活性ガス中ポストアニールを行えば，Ar/N2ガスの場合よりもNhigh を形成する窒化種Nβが少なくなり，界面のSi3≡N形成を抑制できる。また，O2ポストアニールを行わなくてよいため，Si3≡Nの界面側への広がりも防止でき，かつNhighは完全に除去することが可能となる。
【００４４】
なお， RLSAで発生させたプラズマに限らず，その他の方法で発生させたプラズマでも，電子温度が1 eV以下であれば構わない。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば，Nhighを形成する窒化種のプラズマ中での生成効率を低減することにより，界面近傍のSi3≡Nの形成量を低減し，NBTI特性の劣化を抑制することができる。
【００４６】
また，Nhigh形成量が低減するため，アニールによりNhighが脱離した痕に形成する固定電荷の生成も抑制することができ，リーク電流低減や絶縁破壊寿命の低減など、絶縁特性の向上も実現される。
【００４７】
これらにより，シリコン酸化膜を薄膜化することが可能となり，超LSIの高性能化が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る誘電体膜形成工程及びかかる誘電体膜を使った半導体装置の製造工程を示す。
【００４９】
図1２に示すように、処理室10内において，処理基板1を試料台2上に設置する。加熱機構3により基板の温度を400 ℃にする。処理室１０は排気ポンプ11により排気され，希ガス回収装置12が接続されている。
【００５０】
マイクロ波発生器20により発生したマイクロ波は，導波管21を通って，RLSA 22に導かれる。RLSA 22の下には誘電体板23が設置され，また，この直下にプロセスガスが導入され，マイクロ波により，電子温度1 eV以下のプラズマが発生する。このプラズマで生成したラジカルは，シャワープレート24を通して基板１の方向に拡散し，基板１を面内均一に窒化する。シャワープレート24は使用せずに，プロセスガス導入口14からガスを導入してもNhigh低減効果に影響はない。プロセスガスは，Xe/N2, Kr/N2, Ar/NH3, Xe/NH3, Kr/NH3, Ar/N2/H2, Xe/N2/H2, Kr/N2/H2のいずれかの組み合わせが用いられる。
【００５１】
基板１の加熱は400 ℃以下で実施される。ポストアニールは実施しないが，次工程のpoly-Si CVD炉で，真空もしくは不活性ガス中で，500〜600 ℃でアニールされ，引き続きpoly-Siの成膜が行われる。この500〜600 ℃のアニールはNhighを完全に除去するために必要な工程であるが，poly-Si成膜のプリアニールで兼ねることにより，工程数を削減している。もし，poly-Si以外の電極を用いる場合は，別途500〜600 ℃のアニールが必要である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば，Nhighを形成する窒化種のプラズマ中での生成効率を低減することにより，界面近傍のSi3≡N形成量を低減し，NBTI特性の劣化を抑制することが可能となる。また，Nhigh形成量が低減するため，アニールによりNhighが脱離した痕に形成する固定電荷の生成も抑制することができ，リーク電流低減や絶縁破壊寿命の低減など，絶縁特性の向上も実現される。これらにより，本発明は、シリコン酸化膜を薄膜化することができ、高性能化が実現可能な超LSIに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】Ar/N2プラズマにより(a)ラジカル窒化したシリコン酸化膜表面，(b) シリコン基板をラジカル窒化して形成したのSiN膜表面，(c)NOガスにより熱窒化したシリコン酸化膜表面，(d)熱CVDで形成したSi3N4膜表面のXPS N1sコアレベル光電子スペクトルを表した図である。
【図２】Ar/N2プラズマによりラジカル窒化したシリコン酸化膜表面において，HFエッチングを用いたXPS深さ分析により得た，Si3≡N及びNhighの深さプロファイルのO2ポストアニールによる変化を表した図である。
【図３】XPS深さ分析により得た，Si3≡N及びNhighの深さプロファイルのピークの裾を拡大表示し，O2ポストアニールによる変化を表した図である。
【図４】Nhigh形成量のアニール温度依存性を示すグラフを表した図である。
【図５】Ar/N2プラズマによりラジカル窒化したシリコン酸化膜表面において，HFエッチングを用いたXPS深さ分析により得た，(a)Si3≡N及び(b) Nhighの深さプロファイルのベース酸化膜の膜厚依存性を表した図面である。
【図６】シリコン酸化膜をAr/N2プラズマによりラジカル窒化する際において，Si3≡Nを形成する窒化種と，Nhighを形成する窒化種が存在し，膜厚が薄くなると，Nhigh を形成する窒化種が先に界面近傍に到達し，Si3≡Nを形成する様子を表す反応モデル図である。
【図７】Ar/N2，Ar/ NH3，Xe/N2，Xe/ NH3, Kr/N2プラズマによりラジカル窒化したシリコン酸化膜表面のXPS N1sコアレベル光電子スペクトルを表した図である。
【図８】図７のＮhighが小さくなっていることを定量的に示した図である。
【図９】Ar/N2及びXe/N2プラズマによりラジカル窒化したシリコン酸化膜表面において，HFエッチングを用いたXPS深さ分析により得た，(a)Si3≡N及び(b) Nhighの深さプロファイルを比較した図面である。
【図１０】XPS深さ分析により得た，Si3≡N及びNhighの深さプロファイルのピークの裾を拡大表示し，真空600 ℃アニールによる変化を表した図である。
【図１１】平行平板で発生させたプラズマはゲート絶縁膜にダメージを与えるが，電子温度の低いRLSAで発生させたプラズマは，ゲート絶縁膜にダメージを与えないことを表した図である。
【図１２】実施の形態1において、RLSAを用いたプラズマによりラジカル窒化を行う装置を表した図面である。
【符号の説明】
【００５４】
１  基板
２  試料台
３  加熱機構
10  処理室
11  排気ポンプ
12  希ガス回収装置
13  プロセスガス導入口
14  プロセスガス導入口
20  マイクロ波発生部
21  導波管
22  RLSA
23  誘電体板
24  シャワープレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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